[發明專利]開關元件

有效

• 申請號: 201710137727.8
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107180862B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 添野明高;久野敬史
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L23/00;H01L29/06;H01L29/423
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 蘇萌萌;范文萍

本發明涉及一種開關元件，其抑制第一金屬層的裂紋，并確保開關元件的耐壓，且降低開關元件導通時的電阻。在所述開關元件中，半導體基板具有第一元件范圍和無效范圍。第一溝槽跨及第一元件范圍和無效范圍而在第一方向上延伸。在第一元件范圍內，于各個溝槽間區域內設置有多個第二溝槽。在無效范圍內，于各個溝槽間區域內未設置有第二溝槽。在溝槽內配置有柵電極。在無效范圍內，于層間絕緣膜上未設置有接觸孔。第一金屬層對層間絕緣膜進行覆蓋。絕緣保護膜對無效范圍內的第一金屬層的外周側的部分進行覆蓋。第二金屬層在絕緣保護膜的開口內與第一金屬層相接并且與開口的側面相接。

技術領域

本說明書所公開的技術涉及一種開關元件。

背景技術

在專利文獻1中公開了一種具有半導體基板的開關元件，所述半導體基板的上表面通過焊錫而與散熱塊連接。

此外，專利文獻2中公開了一種具有在半導體基板的上表面上以格子狀延伸的溝槽的開關元件。以格子狀延伸的溝槽具有多個第一溝槽和多個第二溝槽。各個第一溝槽沿著預定的方向而相互平行地延伸。在被第一溝槽夾著的各個溝槽間區域內設置有多個第二溝槽。各個第二溝槽與其兩側的兩個第一溝槽連接。第一溝槽與第二溝槽的內表面被柵絕緣膜覆蓋。跨及第一溝槽的內部與第二溝槽的內部而配置有柵電極。層間絕緣膜對半導體基板的上表面與柵電極進行覆蓋。在半導體基板中的被第一溝槽與第二溝槽包圍的矩形的區域(以下稱為單元區)的各個上部，于層間絕緣膜上設置有接觸孔。上部電極對層間絕緣膜進行覆蓋，并且在接觸孔內與半導體基板相接。各個單元區具有第一導電型(在此為n型)的第一區域(發射區)和第二導電型(在此為p型)的體區。第一區域與上部電極和柵絕緣膜相接。體區與上部電極相接，并且在第一區域的下側與柵絕緣膜相接。此外，半導體基板具有第一導電型的第二區域(漂移區)。第二區域在體區的下側與柵絕緣膜相接，并且通過體區而與第一區域分離。在該開關元件中，當將柵電極的電位控制為預定的電位時，會在體區內形成溝道。通過溝道而使第一區域與第二區域被連接。因此，在第一區域與第二區域之間流通有電流。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-116963號公報

專利文獻2：日本特開2015-225872號公報

發明內容

發明所要解決的問題

如專利文獻1那樣的開關元件的上部電極通常具有第一金屬層與第二金屬層。第一金屬層為與半導體基板的上表面接觸的金屬層。第一金屬層由不容易污染半導體基板并且以低電阻與半導體基板接觸的材料構成。第二金屬層為被配置在第一金屬層上并且與焊錫接觸的金屬層。第二金屬層由易于與焊錫連接的材料構成。

在如專利文獻2那樣具有以格子狀延伸的溝槽的開關元件中，存在為了通過焊錫而使上部電極與外部連接，從而使上部電極由第一金屬層和第二金屬層構成的情況。例如，圖10圖示了具有如圖9所示那樣以格子狀延伸的溝槽140的開關元件的Ⅹ-Ⅹ線的截面。在圖10中，上部電極150由第一金屬層151和第二金屬層152構成。當對第一金屬層151進行成膜時，在層間絕緣膜162的接觸孔162a的上部，于第一金屬層151的表面上形成有凹部151a。因此，第一金屬層151的上表面具有多個凹部151a。第二金屬層152被配置在第一金屬層151上。因此，第二金屬層152被填充到各個凹部151a內。此外，在如專利文獻2那樣的開關元件中，通常，如圖10所示，半導體基板118的外周部的上表面被絕緣保護膜160覆蓋。絕緣保護膜160被設置為，以不與第一金屬層151之間產生間隙的方式對第一金屬層151的外周側的部分進行覆蓋。絕緣保護膜160具有開口180。在開口180內，第二金屬層152對第一金屬層151進行覆蓋。此外，第二金屬層152被設置為，以不與絕緣保護膜160之間產生間隙的方式與絕緣保護膜160的內周側的端部160a(開口180的側面)相接。另外，雖然在圖10中第二金屬層152的一部分越至絕緣保護膜160上，但并不一定要越至絕緣保護膜160上。